Способ избирательного измерения концентрации водорода Советский патент 1991 года по МПК G01N27/16 

Изобретение относится к газовому анализу и может найти применение в приборах и устройствах контроля газовой среды.

Целью изобретения является упрощение способа и повышение точности измерения концентрации водорода в атмосфере высоких концентраций горючих газов.

Способ избирательного измерения концентраций водорода заключается в вычитании из суммарного сигнала по водороду и оксиду углерода, определяемого термохимическим преобразователем, сигнала по оксиду углерода. Для определения суммарного сигнала по водороду и оксиду углерода используют термохимический преобразователь.

При проведении измерений анализируемая смесь подается одновременно в реакционную камеру термохимического первичного преобразователя, где на рабочем ЧЭ происходит беспламенное окисление горючих газов, сопровождаемое термоэффектом гетерогенной реакции, и в камеру инфра - красного первичного поеобразователя.

Для предотвращения горения метана и его гомологов рабочий ЧЭ термохимического преобразователя обрабатывают раствором алюмофосфатной связки до снижения чувствительности по метану. Температуру этого элемента для проведения измерений устанавливают равной 150 350°С при отсутствии горючих газов. Указанные выше газы (метан и его гомологи) начинают окисляться при температуре выше 1000°С, а водород и оксид углерода - при 150°С. Таким образом, метан и его гомологи исключают из процес

N3 Ы СЛ

к

са измерения, т.е. появляется возможность измерения только содержания окисла углерода и водорода в многокомпонентной газовой смеси.

Использованием инфракрасного первичного преобразователя обеспечивают избирательное определение оксида углерода. Сьем информации с обоих преобразователей электронным блоком математической обработки производят одновременно, что устраняет погрешность измерения за счет изменения состава анализируемой смеси во времени. На дисплее блока отображается информация о содержании водорода.

Как показали результаты исследований, в выбранном рабочем диапазоне температур (рабочего ЧЭ) при отсутствии горючих газов, равном 150-350°С, даже при содержании водорода около 4%, а СО около 12% температура рабочего ЧЭ не превышает 700°С, что исключает горение метана и его гомологов при наличии больших концентраций горючих газов в анализируемой смеси.

В таблице представлены данные по выбору температуры рабочего ЧЭ при отсутствии горючих газов,

Пример. Термосопротивления рабочего и сравнительного ЧЭ выполнены в виде спирали из платиновой проволоки диаметром 20 мкм. На поверхность рабочего ЧЭ методом электрофореза при напряжении 12 В и времени 3 с наносится покрытие из суспензии, т&ердая фаза которой содержит электрокорунд, а жидкая - метанол и бин- дер. Затем рабочий ЧЭ покрывается смесью из 60%-ного раствора алюмофосфатной связки (АФС) и воды при их соотношении 1:2 однократной обработкой путем пропитки с последующей прокалкой покрытия.

На сравнительный ЧЭ наносится покрытие из инертного по отношению к горючим газам вещества.

Наилучшие показания выходного сигнала получены при соотношениях АФС: НгО 3:5- 1:2 и кратности пропитки 1-3, величина выходного сигнала приэтом равна 10-15 мВ на 1 % На.

При величине сигнала, равной 20 мВ на 1 % На, происходит окисление метана в среде больших концентраций горючих газов. При величине сигнала менее 10 Мв на 1%

На необходимо увеличить коэффициент усиления, что нежелательно, т.-к. это приводит также к ухудшению метрологических характеристик датчика.

Если соотношение АФС: Н20 будет

меньше, чем 1:5, например 1:6, то прирост тепла на рабочем элементе при высоких концентрациях водорода и оксида углерода достигнет таких значений, при которых начнет окисляться уже и метан, что значительно снизит точность измерения водорода, а следовательно, и метрологические параметры датчика.

При соотношении АФС: НаО большем,

чем 1:2, рабочий элемент становится неактивным по отношению к горючим газам (водороду и оксиду углерода).

При кратности пропитки.выше 3 рабочий элемент становится инертным по всем

горючим газам.

Данный способ был реализован в автоматической аппаратуре контроля аварийной атмосферы угольных шахт.

Применение изобретения позволяет автоматизировать процесс избирательного определения водорода при высокой точности измерения его содержания в атмосфере больших концентраций горючих газов, что в целом повысит оперативность и безопасность ведения горноспасательных работ в угольной промышленности.

Формула изобретения Способ избирательного измерения концентрации водорода в среде горючих газов, заключающийся в вычитании из суммарного сигнала по водороду и оксиду углерода, определяемого термохимическим преобразователем, сигнала по оксиду углерода, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения точности измерения в атмосфере высоких концентраций горючих газов, для определения суммарного сигнала по водороду и оксиду углерода используют термохимический преобразователь, рабочий чувствительный элемент которого обработан раствором алюмофосфатной связки до снижения чувствительности по метану, а температуру этого элемента устанавливают

равной 150-350°С при отсутствии горючих газов.

Изобретение относится к (азоаналити- ческому приборостроению, в частности к способам избирательного измерения концентрации водорода в присутствии других горючих газов. Цель изобретения - повышение точности и упрощение измерений. Измерение концентрации водорода проводится путем вычитания из суммарного сигнала по водороду и оксиду углерода, определяемого термохимическим преобразователем, сигнала по оксиду углерода, при этом используют термохимический преобразователь, рабочий чувствительный элемент которого обработан раствором алюмофосфатной связки до снижения чувствительности по метану, а температуру этого элемента устанавливают рапной 150- 350°С при отсутствии горючих газов 1 табл сл С